CN108893627A - 一种高密度铝合金铸件的铸造工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高密度铝合金铸件的铸造工艺，包括以下步骤：S1、确定合金配料，其中硅含量0.5％，铜含量3.8％－4.9％，锰含量0.6％－1.5％，钛含量0.15％，镁含量1.5％－2.0％，锌含量0.3％，镍含量0.2％，铁含量0.5％，余量为A00纯铝；S2、熔炼高密度合金，将铝合金材料加入到集中熔化炉中进行熔化，将金属锰与A00纯铝按照重比1:9加入熔化炉中，进行熔化，然后得出高密度的铝锰合金；S3、设计工艺参数。本发明通过对铝合金铸件的铸造工艺的改进，解决了在铸造过程中出现气孔、气泡和缩松的问题，实现了铸件时将气孔、缩孔在压力的作用下弥合的目的，提高了铸件精度，减少了机械加工工作，延长了使用寿命，方便使用。

Description

一种高密度铝合金铸件的铸造工艺
技术领域
本发明涉及铝合金铸造技术领域，尤其涉及一种高密度铝合金铸件的铸造工艺。
背景技术
铸造铝合金是以熔融金属充填铸型，获得各种形状零件毛坯的铝合金。具有低密度，强度高，抗蚀性和铸造工艺性好，受零件结构设计限制小等优点，用于制造梁、燃汽轮叶片、泵体、挂架、轮毂、进气唇口和发动机的机匣等。还用于制造汽车的气缸盖、变速箱和活塞，仪器仪表的壳体和增压器泵体等零件。
铸造铝合金具有良好的铸造性能，可以制成形状复杂的零件；不需要庞大的附加设备；具有节约金属、降低成本、减少工时等优点，但是传统的铝合金铸件铸造时，会产生气孔气泡、缩松和裂纹等问题，导致表面不光滑，铸件组织疏松等，影响铸件性能和使用寿命，为此，我们提出一种高密度铝合金铸件的铸造工艺来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种高密度铝合金铸件的铸造工艺。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种高密度铝合金铸件的铸造工艺，包括以下步骤：
S1、确定合金配料：其中硅含量0.5％，铜含量3.8％－4.9％，锰含量0.6％－1.5％，钛含量0.15％，镁含量1.5％－2.0％，锌含量0.3％，镍含量0.2％，铁含量0.5％，余量为A00纯铝；
S2、熔炼高密度合金，将铝合金材料加入到集中熔化炉中进行熔化，将金属锰与A00纯铝按照重比1:9加入熔化炉中，进行熔化，然后得出高密度的铝锰合金；
S3、设计工艺参数，根据铸件的结构特性及以往经验，判断缺陷种类及倾向，预留出切割余量，确定模具与铸件的最佳浇口位置；
S4、根据图纸使用熔蜡制造蜡模，蜡模设计并制作出来之后，进行精细修理，将多个蜡模下端连接在筒体内的熔模模具上，筒体的下端设有开口，方便脱蜡及浇铸，喷涂薄层分型剂，分型剂越薄越好，将粘结剂倒入筒体，振动的同时利用真空泵排出气体粘结剂内的气体，防止气孔的产生，经过2-4次的排气后，在 100-180度的烘干炉内进行烘干，在烘干的同时进行脱蜡，粘结剂和筒体形成铸造模具，用以生产铸件；
S5、熔炼，将A00纯铝放置熔化炉中进行熔化，在温度达到750-790度时，将铝锰合金加入的同时，充分搅拌，当温度再次达到790度以上时，将通氮气的石墨管伸入铝合金溶液底部，并在不同位置移动，从而使铝合金溶液实现均匀精炼，精炼时间为5-10分钟；
S6、打渣，每次精炼后使用打渣剂对铝合金溶液进行打渣，经过3-5次打渣后，将铝合金溶液温度保持在740-790度之间，准备进行浇铸；
S7、浇铸前准备，打开离心铸造机的封盖，离心铸造机内设有转动杆，转动杆内设有空腔，将烘焙好的铸造模具放置在空腔内的一端并将模具固定，转动杆上贯穿设有浇铸管，且浇铸管的一端与铸造模具上的浇铸口相对应，封盖上贯穿设有定量烧杯，定量烧杯的下端贯穿封盖并抵触在浇铸管的上端；
S8、浇铸，将熔化炉内的铝合金溶液利用带有刻度的机械料勺从熔化炉内向定量烧杯中输送铝合金溶液，同时利用离心铸造机上的驱动电机带动转动杆高速旋转，通过浇铸管和浇注口将铝合金溶液浇入到铸造模具内，由于在离心力的驱使下，使金属液体甩向铸型侧壁，使气孔、缩孔在压力的作用下弥合，从而得到组织致密的铸件，有助与其机械性能的提高；
S9、去除粘结剂，在温度降至到350-450度之间时，利用机械手将铸造模具拿出，放入50-70度的水池，进行粘结剂的去除和温度的降低，自然冷却后进行加工。
优选地，所述分型剂采用松节油制成。
优选地，所述离心铸造机为立式离心铸造机。
优选地，所述定量烧杯采用二氧化硅材质制成。
优选地，所述粘结剂的材质为硅酸钠。
优选地，所述打渣剂由以下成分组成：氯化钠25-45份、氯化钾30-50份，氟化钙3-7份，三氯化铝1-6份，Na3AIF 1-6份，以上配比为重量份数比。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、通过离心铸造机、定量烧杯和浇铸管的配合，离心铸造机电动转动杆高速旋转，解决了容易出现气孔和气泡的问题，实现了气孔、缩孔在压力的作用下弥合的目的，促使铸件收缩效果好，使用寿命长；
2、通过离心铸造机和打渣剂的配合，利用打渣剂对铝合金溶液进行打渣去渣，解决了在传统铸造过程中因为杂物太多造成铸件组织密度低的问题，达到了铸件组织紧密和高密度的效果，并且离心铸造节省材料，降低了成本；
综上所述，本发明可以铸件时将气孔、缩孔在压力的作用下弥合的，提高了铸件精度，减少了机械加工工作，降低了成本，节省能耗，延长了使用寿命，方便使用。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。
一种高密度铝合金铸件的铸造工艺，包括以下步骤：
S1、确定合金配料：其中硅含量0.5％，铜含量3.8％－4.9％，锰含量0.6％－1.5％，钛含量0.15％，镁含量1.5％－2.0％，锌含量0.3％，镍含量0.2％，铁含量0.5％，余量为A00纯铝；
S2、熔炼高密度合金，将铝合金材料加入到集中熔化炉中进行熔化，将金属锰与A00纯铝按照重比1:9加入熔化炉中，进行熔化，然后得出高密度的铝锰合金；
S3、设计工艺参数，根据铸件的结构特性及以往经验，判断缺陷种类及倾向，预留出切割和研磨余量，确定模具与铸件的最佳浇口位置；
S4、根据图纸使用熔蜡制造蜡模，蜡模设计并制作出来之后，进行精细修理，将多个蜡模下端连接在筒体内的熔模模具上，筒体的下端设有开口，开口为喇叭状设置为最佳，方便脱蜡及浇铸，喷涂薄层分型剂，分型剂采用松节油制成，分型剂越薄越好，将粘结剂倒入筒体，粘结剂的材质为硅酸钠，振动的同时利用真空泵排出气体粘结剂内的气体，防止气孔的产生，经过2-4次的排气后，在 100-180度的烘干炉内进行烘干，在烘干的同时进行脱蜡，粘结剂和筒体形成铸造模具，用以生产铸件；
S5、熔炼，将A00纯铝放置熔化炉中进行熔化，在温度达到750-790度时，将铝锰合金加入的同时，充分搅拌，当温度再次达到790度以上时，将通氮气的石墨管伸入铝合金溶液底部，并在不同位置移动，从而使铝合金溶液实现均匀精炼，精炼时间为5-10分钟，氮气压力为0.15-0.3MPa；
S6、打渣，每次精炼后使用打渣剂对铝合金溶液进行打渣，打渣剂由以下成分组成：氯化钠25-45份、氯化钾30-50份，氟化钙3-7份，三氯化铝1-6份， Na3AIF 1-6份，以上配比为重量份数比，经过3-5次打渣后，将铝合金溶液温度保持在740-790度之间，准备进行浇铸；
S7、浇铸前准备，打开离心铸造机的封盖，离心铸造机为立式离心铸造机，离心铸造机内设有转动杆，转动杆内设有空腔，将烘焙好的铸造模具放置在空腔内的一端并将模具固定，转动杆上贯穿设有浇铸管，且浇铸管的一端与铸造模具上的浇铸口相对应，封盖上贯穿设有定量烧杯，定量烧杯采用二氧化硅材质制成，定量烧杯的下端贯穿封盖并抵触在浇铸管的上端；
S8、浇铸，将熔化炉内的铝合金溶液利用带有刻度的机械料勺从熔化炉内向定量烧杯中输送铝合金溶液，同时利用离心铸造机上的驱动电机带动转动杆高速旋转，通过浇铸管和浇注口将铝合金溶液浇入到铸造模具内，由于在离心力的驱使下，使金属液体甩向铸型侧壁，使气孔、缩孔在压力的作用下弥合，从而得到组织致密的铸件，有助与其机械性能的提高；
S9、去除粘结剂，在温度降至到350-450度之间时，利用机械手将铸造模具拿出，放入50-70度的水池，进行粘结剂的去除和温度的降低，自然冷却后进行加工，利用钢砂进行旋转研磨，使用个自动探伤机对内部质量进行检测，得到内部质量合格的铝合金铸件。
本发明中，离心铸造机为立式离心铸造机，立式离心铸造机的型号为 SJL-8330B，分型剂采用松节油制成，粘结剂的材质为硅酸钠，打渣剂由以下成分组成：氯化钠25-45份、氯化钾30-50份，氟化钙3-7份，三氯化铝1-6份，Na3AIF 1-6份，以上配比为重量份数比。适用于含镁量小于2％，使用温度 700-800℃情况下，铝及铝合金熔炼铸造时使用的减少渣中铝含量，使得渣与合金容易分离的打渣剂。
本发明中，在使用时，将铝合金材料加入到集中熔化炉中进行熔化，将金属锰与A00纯铝按照重比1:9加入熔化炉中，进行熔化，然后得出高密度的铝锰合金，设计工艺参数，根据铸件的结构特性及以往经验，判断缺陷种类及倾向，预留出切割余量，确定模具与铸件的最佳浇口位置，浇铸口呈喇叭状设置为最佳，根据图纸使用熔蜡制造蜡模，蜡模设计并制作出来之后，进行精细修理，将多个蜡模下端连接在筒体内的熔模模具上，筒体的下端设有开口，开口与喇叭浇注口连接，方便脱蜡及浇铸，喷涂薄层分型剂，分型剂越薄越好，将粘结剂倒入筒体，振动的同时利用真空泵排出气体粘结剂内的气体，防止气孔的产生，经过2-4次的排气后，在100-180度的烘干炉内进行烘干，在烘干的同时进行脱蜡，粘结剂和筒体形成铸造模具，用以生产铸件，将A00纯铝放置熔化炉中进行熔化，在温度达到750-790度时，将铝锰合金加入的同时，充分搅拌，当温度再次达到790 度以上时，将通氮气的石墨管伸入铝合金溶液底部，并在不同位置移动，从而使铝合金溶液实现均匀精炼，精炼时间为5-10分钟，每次精炼后使用打渣剂对铝合金溶液进行打渣，经过3-5次打渣后，将铝合金溶液温度保持在740-790度之间，熔化炉内铝合金溶液存放超过2小时以上时，在进行浇铸前，需要进行精炼, 准备进行浇铸，将熔化炉内的铝合金溶液利用带有刻度的机械料勺从熔化炉内向定量烧杯中输送铝合金溶液，同时利用离心铸造机上的驱动电机带动转动杆高速旋转，通过浇铸管和浇注口将铝合金溶液浇入到铸造模具内，由于在离心力的驱使下，使金属液体甩向铸型侧壁，使气孔、缩孔在压力的作用下弥合，从而得到组织致密的铸件，有助与其机械性能的提高，去除粘结剂，在温度降至到350-450 度之间时，利用机械手将铸造模具拿出，放入50-70度的水池，进行粘结剂的去除和温度的降低，自然冷却后进行加工，利用钢砂进行研磨，离心铸造相比与传统的砂型铸造的优势体现在金属液在离心力作用下充型和凝固，金属补缩效果好，铸件组织致密，机械性能好，铸造空心铸件不需浇冒口，金属利用率可大大提高，因此对某些特定形状的铸件来说，离心铸造是一种节省材料、节省能耗、高效益的工艺，方便使用。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种高密度铝合金铸件的铸造工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1、确定合金配料，其中硅含量0.5％，铜含量3.8％－4.9％，锰含量0.6％－1.5％，钛含量0.15％，镁含量1.5％－2.0％，锌含量0.3％，镍含量0.2％，铁含量0.5％，余量为A00纯铝；
S2、熔炼高密度合金，将铝合金材料加入到集中熔化炉中进行熔化，将金属锰与A00纯铝按照重比1:9加入熔化炉中，进行熔化，然后得出高密度的铝锰合金；
S3、设计工艺参数，根据铸件的结构特性及以往经验，判断缺陷种类及倾向，预留出切割余量，确定模具与铸件的最佳浇口位置；
S4、设计并制造熔模模具，根据图纸使用熔蜡制造蜡模，蜡模设计并制作出来之后，进行精细修理，将多个蜡模下端连接在筒体内的熔模模具上，筒体的下端设有开口，方便脱蜡及浇铸，喷涂薄层分型剂，分型剂越薄越好，将粘结剂倒入筒体，振动的同时利用真空泵排出气体粘结剂内的气体，防止气孔的产生，经过2-4次的排气后，在100-180度的烘干炉内进行烘干，在烘干的同时进行脱蜡，粘结剂和筒体形成铸造模具，用以生产铸件；
S5、熔炼，将A00纯铝放置熔化炉中进行熔化，在温度达到750-790度时，将铝锰合金加入的同时，充分搅拌，当温度再次达到790度以上时，将通氮气的石墨管伸入铝合金溶液底部，并在不同位置移动，从而使铝合金溶液实现均匀精炼，精炼时间为5-10分钟；
S6、打渣，每次精炼后使用打渣剂对铝合金溶液进行打渣，经过3-5次打渣后，将铝合金溶液温度保持在740-790度之间，准备进行浇铸；
S7、浇铸前准备，打开离心铸造机的封盖，离心铸造机内设有转动杆，转动杆内设有空腔，将烘焙好的铸造模具放置在空腔内的一端并将模具固定，转动杆上贯穿设有浇铸管，且浇铸管的一端与铸造模具上的浇铸口相对应，封盖上贯穿设有定量烧杯，定量烧杯的下端贯穿封盖并抵触在浇铸管的上端；
S8、浇铸，将熔化炉内的铝合金溶液利用带有刻度的机械料勺从熔化炉内向定量烧杯中输送铝合金溶液，同时利用离心铸造机上的驱动电机带动转动杆高速旋转，通过浇铸管和浇注口将铝合金溶液浇入到铸造模具内，由于在离心力的驱使下，使金属液体甩向铸型侧壁，使气孔、缩孔在压力的作用下弥合，从而得到组织致密的铸件，有助与其机械性能的提高；
S9、去除粘结剂，在温度降至到350-450度之间时，利用机械手将铸造模具拿出，放入50-70度的水池，进行粘结剂的去除和温度的降低，自然冷却后进行加工。
2.根据权利要求1所述的一种高密度铝合金铸件的铸造工艺，其特征在于，所述分型剂采用松节油制成。
3.根据权利要求1所述的一种高密度铝合金铸件的铸造工艺，其特征在于，所述离心铸造机为立式离心铸造机。
4.根据权利要求1所述的一种高密度铝合金铸件的铸造工艺，其特征在于，所述定量烧杯采用二氧化硅材质制成。
5.根据权利要求1所述的一种高密度铝合金铸件的铸造工艺，其特征在于，所述粘结剂的材质为硅酸钠。
6.根据权利要求1所述的一种高密度铝合金铸件的铸造工艺，其特征在于，所述打渣剂由以下重量份的原料组成：氯化钠25-45份、氯化钾30-50份，氟化钙3-7份，三氯化铝1-6份，Na3AIF 1-6份，以上配比为重量份数比。
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